[发明专利]一种石墨烯-氧化铝混杂增强铜基复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯‑氧化铝混杂增强铜基复合材料，所述复合材料中含有下列重量百分比的组分：石墨烯0.1‑1.0wt％，Al₂O₃1.0‑1.2wt％，余量为铜。本发明的铜基复合材料中，采用石墨烯和氧化铝作为复相增强体，其中，石墨烯纳米片特有的二维结构可以有效钉扎零维氧化铝颗粒，产生空间位阻效应，从而有效改善颗粒的团聚现象和均匀分散；石墨烯表面化学镀镍改性处理则可以明显改善石墨烯/铜基体之间的润湿性和界面结合情况，形成理想的界面结合，从而最大程度地发挥石墨烯和氧化铝颗粒之间的协同作用，全面提高铜基复合材料的综合性能，包括强度、硬度、导电性、摩擦磨损性能。

主权项

1.一种石墨烯‑氧化铝混杂增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述复合材料中含有下列重量百分比的组分：石墨烯0.1‑1.0wt％，Al2O31.0‑1.2wt％，余量为铜；所述复合材料的制备包括以下步骤：S1.将石墨烯进行敏化、活化，在活化后的石墨烯颗粒进行表面化学镀镍处理，得到石墨烯@Ni；S2.将Cu‑Al合金粉末置于球磨罐中进行原位反应球磨，得到Cu‑Al2O3复合粉末；S3.将Cu‑Al2O3复合粉末置于酒精溶液中，搅拌10‑30min，随后加入步骤S1得到的石墨烯@Ni，搅拌1.5‑2.5h，得到复合粉末悬浮液；S4.将步骤S3得到的复合粉末悬浮液进行冷冻干燥；S5.将冷冻干燥后的复合粉末于H2气氛下进行还原处理；S6.将还原处理后的复合粉末装入模具内，利用放电等离子烧结工艺进行烧结，制备得到石墨烯‑氧化铝混杂增强铜基复合材料；步骤S2中，采用高纯Ar/O2混合气体作为气相氧源，通过常温原位反应球磨制备Cu‑Al2O3复合粉末，反应球磨的时间为72h；步骤S5中，还原处理的时间为2h，温度为500℃；步骤S6中，烧结温度700～950℃，保温3～10min，压力30～50MPa，烧结气氛为真空，且真空度<10Pa。